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ELCOVISION 10 ELSP Auto ist ein Zusatzmodul für ELCOVISION 10. Es realisiert eine vollautomatische Bildentzerrung von orientierten Bildern auf ein dreidimensionales Flächenmodell.
Das Flächenmodell kann schon vorhanden sein, oder von ELCOVISION 10 aus Punktwolken, Strichauswertungen, digitalen Geländemodellen oder Volumenmodellen erzeugt werden: ELCOVISION 10 verfügt dazu über einen der modernsten 3D Flächenmodelierer.

Das Flächenmodell ist dann die Grundlage für die weitere Entzerrung. Das Programm sucht sich die einzelnen Flächen aus dem Modell heraus, prüft welches Bild geometrisch am besten für die Textur der Einzelfläche geeignet ist, bestimmt die Entzerrungsparameter, schneidet den Bereich aus dem Bild heraus und überträgt es als Textur auf das Flächenmodell. Danach geht es zur nächsten Einzelfläche über.

Im folgenden wird der Hergang an 2 Beispielen kurz dargestellt:

Erstes Beispiel: 3D Vermessung und Visualisierung eines Berges


Schritt 1: Orientierung des Bildverbandes

Orientierung des Bildverbandes

An erster Stelle steht wie auch bei der normalen 3D Photogrammetrie die Orientierung des Bildverbandes. Es können dabei beliebig viele Bilder orientiert werden, bzw. so viele wie es Ihre Lizenz erlaubt.
In diesem Fall wurde ein Skihang von der gegenüberliegenden Hangkette aufgenommen. Insgesamt kamen 12 Bilder für das Projekt zum Einsatz. Nach der Orientierung ist die Vorbereitung der Bilder abgeschlossen und man kann das Projekt in der Umgebung des AutoCAD laden.

In AutoCAD wird dann auch die Grafik geladen. In unserem Fall ein digitales Geländemodell:

Höhenlinien

Diese Höhenlinien werden nun mit ELCOVISION 10 einfach in ein Flächenmodell umgewandelt:

Schritt 2: Triangulation der Oberfläche


Steuerungsdialog Oberfläche erzeugen

Mit diesem einfachen Dialog wird der eingebaute Flächenmodelierer von ELCOVISION 10 gesteuert.
Es werden die Zeichenelemente ausgewählt die für die Oberflächenbestimmung genutzt werden sollen, die Güte der Punkte, Linien etc. wird bestimmt. Weiters muss noch bestimmt werden wie die das resultierende Flächenmodell sein soll: Geschlossen, also ein Körper oder eine offene Fläche. Nach dem Abschluss der eigentlichen Triangulation kann die Anzahl der die Oberfläche bestimmenden Dreiecke, und somit die Güte der Oberfläche nahezu stufenlos bestimmt werden: Dies spart bei der späteren Entzerrung Rechenzeit und Speicherplatz:

Flächenmodell in feiner Abstufung:

Mit dem Schieberegler an der Seite kann die Dichte der Triangulation in Echtzeit und nahezu stufenlos verändert werden:

Feine Abstufung der Oberfläche

Flächenmodell in grober Abstufung:

Grobe Abstufung der Oberfläche

Die gewünschte Resultat wird dann einfach nach AutoCAD übertragen:

Flächenmodell des Berges

Nun sind alle Vorbereitung geschehen und die Bilder können als Texturen auf die Flächen aufgebracht werden.

Schritt 3: Erzeugen der Texturen

Jetzt müssen nur noch die Zeichenelemente, die mit Texturen versehen werden sollen selektiert werden. Zudem werden die Bilder selektiert, die für die partiellen Entzerrungen benutzt werden sollen:

Bestimmen der Texturquellen

Nach diesem Schritt berechnet ELCOVISION 10 vollautomatisch die einzelnen Entzerrungen und trägt sie als Textur auf die einzelnen Flächen auf.
In der Folge werden nun verschiedene Ansichten des Berges gezeigt.

Ansicht des Berges

Ansicht des Berges

Ansicht des Berges


Zweites Beispiel: Erzeugen eines 3D Orthofotos einer gewölbten Decke

Als zweites Beispiel folgt eine typische Denkmalschutzaufgabe. Es soll ein verfallener, denkmalgeschützter Hotel- Speisesaal dokumentiert und Pläne für dessen Restaurierung erstellt werden.
In diesem Beispiel wurden 116 Bilder, die meisten davon Nahaufnahmen, verwendet, damit auch die kleinsten Details sichtbar und damit auch messbar werden. Nach der Orientierung der Bilder sieht man die Aufnahmeanordnung und die erzeugten Orientierungspunkte in dem ELCOVISION 10 Projektverwalter:

Orientierte Bilder

Da bei der Orientierung genügend Punkte für eine Triangulierung der Oberfläche erzeugt wurden, können diese einfach nach AutoCAD geladen, und mittels ELCOVISION 10 vollautomatisch trianguliert werden:

Flächenmodell

Danach wird diese erzeugte Oberfläche wiederum von ELCOVISION 10 vollautomatisch mit Texturen versehen:

Isometrie

Diese 3D Textur stellt jetzt die Grundlage für weiter Detailpläne dar. Oder auch z.B. eine Projektion der gesamten Decke:

Projektion

Um zu verdeutlichen mit welcher Genauigkeit ELCOVISION 10 vorgeht, sehen Sie anschliessend zwei mal den selben Detailausschnitt, wobei einmal die Grenzen der einzelnen Entzerrungsebenen eingeblendet wurden:

Detail 1

Detail 2

Durch einfaches Überzeichnen der Konturen können Schablonen für die Restaurierung der Malereien schnell und einfach erzeugt werden:

Schablone


Technische Informationen zu den vorgestellten Projekten:

 

Projekt Berg

Projekt Speisesaal

Anzahl Bilder 12 116
Verwendete Kameras Fuji S2 Fuji S2, Leica R5 Elcovision
Speicherbedarf der Bilder 427 MB 3.9 GB
Genauigkeit am Objekt Besser als 30 cm Besser als 2 mm
Erzeugte Texturen 6425 1459
Art der Texturen Echtfarbenbilder (24 Bit) 256 Farben Bilder (8 Bit)*
Speicherbedarf der Texturen 100 MB 752 MB
Rechenzeit für Texturerzeugung** 20 min 62 min

* Es wurden 256 Farben Texturen verwendet, da damit der Speicherbedarf um 2/3 sinkt. Bei Echtfarbentexturen würden ca. 1.6 GB an Texturdaten anfallen.

** Verwendeter Rechner: Dell Dimension 8300: Pentium 4, 2.6 GHz; 1GB Ram